陳建飚， 鐘世權(quán)

(廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣州 510010)

圖1 項(xiàng)目遠(yuǎn)景實(shí)景

獲獎(jiǎng)介紹

獲獎(jiǎng)等級(jí)：二等獎(jiǎng)

獲獎(jiǎng)單位：廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院

獲獎(jiǎng)人員：陳建飚；鐘世權(quán)；莊孫毅；黃日帶；李村曉；崔明麗；張文武；湯志標(biāo)

獲獎(jiǎng)專家評(píng)語(yǔ)：經(jīng)專家組評(píng)審，認(rèn)為該工程所采用的技術(shù)具有較大的創(chuàng)新性和經(jīng)濟(jì)性，社會(huì)和環(huán)境效益比較顯著，項(xiàng)目具有供配電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)容災(zāi)冗余設(shè)計(jì)，確保高可靠性，利用設(shè)置電氣綜合管廊，深度融合運(yùn)維，提高供電容災(zāi)能力；綜合應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)，有效利用可再生能源，全面應(yīng)用管理節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行，節(jié)能效果顯著；針對(duì)建筑空間特點(diǎn)，合理選擇布設(shè)煙感、紅外對(duì)射、吸氣式等各類火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測(cè)全覆蓋，并將視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為火災(zāi)確認(rèn)的輔助手段，提高火警處置響應(yīng)能力；采用一體化照明設(shè)計(jì)，大面積使用WRGB可變色LED燈具，采用智能照明控制系統(tǒng)，充分利用自然光。實(shí)現(xiàn)了照明功能性、空間氛圍、節(jié)能效果相統(tǒng)一等特點(diǎn)。

各項(xiàng)主要指標(biāo)達(dá)到建筑電氣設(shè)計(jì)行業(yè)的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

項(xiàng)目指標(biāo)

項(xiàng)目名稱:廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程二號(hào)航站樓及配套設(shè)施

項(xiàng)目地點(diǎn):廣州市

占地面積:186.21萬(wàn)m2

總建筑面積:86.57萬(wàn)m2

建筑高度:43.8m

建筑功能:交通建筑

建設(shè)單位:廣東省機(jī)場(chǎng)管理集團(tuán)有限公司工程建設(shè)指揮部

竣工時(shí)間:2018年4月

1 項(xiàng)目總體介紹

本項(xiàng)目是國(guó)家十二五規(guī)劃廣東省和廣州市重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，包括T2航站樓(下稱T2)、交通中心及停車樓(GTC)以及配套市政工程?？偨ㄖ娣e86.57萬(wàn)m2。2018年5月投入使用。年旅客吞吐量8 000萬(wàn)人次、貨郵吞吐量250萬(wàn)t、飛機(jī)起降量62萬(wàn)架次，運(yùn)輸能力位居國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)第3位。

T2建筑面積65.87萬(wàn)m2，地上4層，局部地下為設(shè)備管廊，建筑高度43.8m；建筑類別為一類，耐火等級(jí)為一級(jí)。GTC為換乘交通中心、設(shè)備中心及停車庫(kù)，建筑面積20.7萬(wàn)m2，地下2層、地上3層，為一類建筑。

圖2 安檢大廳實(shí)景

2 電氣設(shè)計(jì)系統(tǒng)

系統(tǒng)名稱建設(shè)內(nèi)容技術(shù)特點(diǎn)及指標(biāo)供配電系統(tǒng)(1)航站樓內(nèi)共設(shè)18個(gè)10/0.4kV變電所,共安裝76臺(tái)變壓器;設(shè)備中心共設(shè)4個(gè)10/0.4kV變電所,共安裝14臺(tái)變壓器(2)航站樓共引入12路10kV電源供電,設(shè)備中心共引入6路10kV電源供電(3)航站樓總計(jì)算負(fù)荷為56 499kW(不含設(shè)于GTC的制冷機(jī)房用電),變壓器總裝機(jī)容量為126 520kVA,平均負(fù)荷率為48.5%(4)設(shè)備中心10kV空調(diào)制冷主機(jī)設(shè)備安裝容量為20 096kW,計(jì)算容量為21 843kVA;空調(diào)冷源380V設(shè)備計(jì)算負(fù)荷為8 990kW,變壓器裝機(jī)容量為14 400kVA,平均負(fù)荷率為67.9%(5)GTC,停車樓與客運(yùn)站設(shè)備計(jì)算容量共為 5 473KW,變壓器總裝機(jī)容量10 250kVA,平均負(fù)荷率為59.3%,變壓器安裝指標(biāo)為54VA/m2(6)項(xiàng)目(含GTC)消防設(shè)備計(jì)算負(fù)荷為7 693 kW,市電停電時(shí)需要發(fā)電機(jī)確保的一級(jí)負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷為8 409 kW。選用5臺(tái)1 800kW(常用功率)的10kV柴油發(fā)電機(jī)組并車運(yùn)行作為自備電源(1)準(zhǔn)確的負(fù)荷安裝指標(biāo)設(shè)計(jì):在對(duì)一號(hào)航站樓10余年的實(shí)際運(yùn)行電氣數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合T2的需求,精確計(jì)算各類各級(jí)用電負(fù)荷,合理確定變壓器容量,變電所深入負(fù)荷中心,選用環(huán)保節(jié)能型設(shè)備,有效降低供配電系統(tǒng)自身?yè)p耗,符合平安、綠色機(jī)場(chǎng)的要求(2)供電方案針對(duì)性強(qiáng),系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、配電級(jí)數(shù)少、可靠性高1)T2航站樓內(nèi)設(shè)置6個(gè)區(qū)域主變電所,共引入12路10kV電源供電。每個(gè)區(qū)域主變電所分別從新建110/10kV變電站不同變壓器母線段引來(lái)兩路10kV電源,兩路10kV電源同時(shí)工作,100%互為備用2)設(shè)備中心設(shè)置2個(gè)區(qū)域主變電所,共引入6路10kV電源供電。每個(gè)區(qū)域主變電所分別從新建110kV變電站不同變壓器(變電站共設(shè)3臺(tái)主變壓器)母線段引來(lái)三路10kV電源,三路電源兩用一備,備用回路能備用其中一路主用的100%負(fù)荷3)各變電所變壓器兩臺(tái)一組,采用單母線分段運(yùn)行方式,每組變壓器兩路10kV電源分別直接引自同一個(gè)區(qū)域主變電所不同的10kV母線段(3)T2航站樓內(nèi),正常時(shí)兩臺(tái)變壓器各帶約50%負(fù)荷,平均負(fù)荷率小于50%;當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí),由另一臺(tái)變壓器帶兩段母線上全部負(fù)荷(4)按遠(yuǎn)期規(guī)劃規(guī)模,航站樓內(nèi)包含空側(cè)設(shè)備與行李系統(tǒng)安裝容量,變壓器安裝指標(biāo)為161.6VA/m2;空調(diào)冷源變壓器安裝指標(biāo)為55.1VA/m2自備應(yīng)急電源(1)在設(shè)備中心設(shè)置5臺(tái)常用功率為1 800kVA的高壓發(fā)電機(jī)組作為備用電源,并在航站樓東、西連接樓分別設(shè)置一個(gè)10kV備用電源二級(jí)配電室,向各變電所備用變壓器供電。用于保障航站樓及GTC內(nèi)特別重要負(fù)荷、消防設(shè)備、弱電系統(tǒng)、應(yīng)急照明等在市電故障時(shí)的連續(xù)供電(2)備用電源系統(tǒng)由一路市電與一路發(fā)電電源供電,其中市電從新建機(jī)場(chǎng)北110kV變電站專線引來(lái)。平時(shí)由市電供電,當(dāng)其市電故障時(shí)或發(fā)生火災(zāi)時(shí),發(fā)電機(jī)備用電源在15s內(nèi)完成5臺(tái)機(jī)組的并車及送電,并自動(dòng)投入使用(3)每座變電所分別設(shè)置一臺(tái)備用電源變壓器,備用變壓器電源引自航站樓東西兩側(cè)的備用電源10kV配電室。備用變壓器采用單母線運(yùn)行方式,由備用電源系統(tǒng)10kV市電電源供電,負(fù)荷率<50%。當(dāng)市電故障或火災(zāi)時(shí)由發(fā)電機(jī)10kV備用電源供電;平時(shí)當(dāng)備用變壓器故障或檢修時(shí),該0.4kV母線段由變電所內(nèi)市電母線段供電(1)自備電源還兼顧防災(zāi)負(fù)荷外的部分重要負(fù)荷,如登機(jī)橋電力、行李主系統(tǒng)動(dòng)力、貴賓室等,在極端情況下可維持航站樓不間斷運(yùn)營(yíng)(2)在室外設(shè)置15m3埋地儲(chǔ)油罐,確保備用電源系統(tǒng)連續(xù)滿載運(yùn)行超過(guò)6h,并考慮油罐車?？颗c輸油條件(3)避免在航站樓內(nèi)分散設(shè)置多個(gè)發(fā)電機(jī)房引起的環(huán)保性差、維護(hù)難問(wèn)題,也解決機(jī)組供油補(bǔ)給問(wèn)題,提高系統(tǒng)的可靠性(4)火災(zāi)發(fā)生時(shí),無(wú)論市電是否正常,均啟動(dòng)備用電源系統(tǒng),并空載運(yùn)行。另外,火災(zāi)市電停電時(shí),15s后只要完成并車4臺(tái)機(jī)組,系統(tǒng)就自動(dòng)送電。提高火災(zāi)時(shí)發(fā)電機(jī)備用電源系統(tǒng)可靠供電的反應(yīng)速度

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

圖3 低壓配電房

圖4 10kV發(fā)電機(jī)房

3 電氣技術(shù)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

3.1 供配電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)容災(zāi)冗余設(shè)計(jì)，確保高可靠性

(1)10kV供電電源的高可靠性

T2航站樓設(shè)置6個(gè)主變電所，每個(gè)主變電所從新建110/10kV變電站不同變壓器母線段引來(lái)兩路10kV電源，同時(shí)工作、100%互為備用。各分變電所10kV電源由主變電所放射式供電。

設(shè)備中心設(shè)置2個(gè)主變電所，每個(gè)主變電所從新建110kV變電站不同變壓器(變電站共設(shè)3臺(tái)主變壓器)母線段引來(lái)三路10kV電源，兩用一備、備用電源100%備用。

在設(shè)備中心集中設(shè)置5臺(tái)1 800kW的10kV柴油發(fā)電機(jī)組并車運(yùn)行，每個(gè)變電所分別設(shè)置一臺(tái)備用變壓器作為自備電源(平時(shí)帶負(fù)荷熱運(yùn)行)，采用專線10kV備用電源供電。每個(gè)分變電所由兩路獨(dú)立市電加一路自備電源供電，確保了10kV電源的可靠性。

(2)供配電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)容災(zāi)冗余設(shè)計(jì)，確保供電可靠性

各變電所變壓器兩臺(tái)一組，單母線分段運(yùn)行，每組變壓器兩路電源分別引自主變電所的不同10kV母線段，兩臺(tái)變壓器100%備用，當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)可供兩段母線上全部負(fù)荷；合理整定配電系統(tǒng)級(jí)間配合保護(hù)；一級(jí)負(fù)荷采用兩路電源末端自動(dòng)切換供電；應(yīng)急照明、弱電系統(tǒng)等特別重要負(fù)荷還采用蓄電池組作應(yīng)急電源。

(3)巧妙設(shè)置電氣綜合管廊，深度融合運(yùn)維，提高供電容災(zāi)能力

電氣綜合管廊直接貫通連接變電所、消防控制中心、弱電主機(jī)房、強(qiáng)弱電間及管井，與主要電氣用房深度融合。確保各系統(tǒng)主干管線直接通過(guò)專用通道安裝至各機(jī)房與管井，提高供電系統(tǒng)容災(zāi)能力，縮短主干管線長(zhǎng)度，最大程度上解決了管線安裝與維保難題。

通過(guò)以上設(shè)計(jì)，從主變電所市政電源、分變電所電源、自備電源到低壓配電系統(tǒng)、變壓器、配電線路等各環(huán)節(jié)均采取容災(zāi)冗余設(shè)計(jì)，確保了供配電系統(tǒng)的高可靠性。此外自備電源還兼顧防災(zāi)負(fù)荷外的部分重要負(fù)荷(登機(jī)橋、行李系統(tǒng)等)，在極端情況下可維持航站樓不間斷運(yùn)營(yíng)。

3.2 綜合應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)，節(jié)能效果顯著

(1)有效降低供配電系統(tǒng)運(yùn)行損耗

在對(duì)一號(hào)航站樓10余年的實(shí)際運(yùn)行電氣數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合T2的需求，精確計(jì)算各類各級(jí)用電負(fù)荷，合理確定變壓器容量，變電所深入負(fù)荷中心，選用環(huán)保節(jié)能型設(shè)備，有效降低供配電系統(tǒng)自身?yè)p耗。

(2)照明系統(tǒng)節(jié)能效果顯著

根據(jù)建筑空間布局及功能分區(qū)，充分利用自然光，采用直接照明，公共空間照明均采用LED光源。照明功率密度值達(dá)到GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的目標(biāo)值。

(3)有效利用清潔能源

在航站樓屋面設(shè)置2.2MW分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，就近接入四個(gè)變電所，發(fā)電量就地、實(shí)時(shí)消納，年發(fā)電量216萬(wàn)kWh。

(4)全面應(yīng)用管理節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行

管理節(jié)能是大型公共建筑的重要節(jié)能措施，綜合應(yīng)用能源管理系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)和機(jī)電設(shè)備全生命周期信息管理系統(tǒng)。在滿足功能性、舒適性的前提下，對(duì)空調(diào)通風(fēng)、給排水、電梯等進(jìn)行系統(tǒng)性節(jié)能優(yōu)化控制；對(duì)照明系統(tǒng)實(shí)行分區(qū)、分時(shí)、分級(jí)、調(diào)光、感應(yīng)等精細(xì)化控制；對(duì)建筑各項(xiàng)用電總能耗、各功能區(qū)域分項(xiàng)能耗等進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)、分析，調(diào)節(jié)控制策略，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管控；創(chuàng)新應(yīng)用機(jī)電設(shè)備全生命周期信息管理系統(tǒng)，對(duì)機(jī)電設(shè)備的供應(yīng)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、電氣參數(shù)等信息進(jìn)行二維碼采集管理，使機(jī)電設(shè)備的管理維護(hù)科學(xué)、運(yùn)行高效。此外還采用了電動(dòng)控制百葉遮陽(yáng)、氣動(dòng)控制通風(fēng)幕墻等節(jié)能技術(shù)。

3.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)有效

(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)全面合理，技術(shù)先進(jìn)。全面設(shè)置火災(zāi)預(yù)警、自動(dòng)報(bào)警及各類滅火設(shè)備控制系統(tǒng)。采取“全面探測(cè)、分區(qū)監(jiān)控、集中管理”的模式，對(duì)建筑進(jìn)行全面的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警、消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制及人員疏散導(dǎo)引。集中設(shè)置1個(gè)消防總控中心、6個(gè)分控中心，每個(gè)分控中心均具備報(bào)警與相關(guān)聯(lián)動(dòng)控制功能。系統(tǒng)架構(gòu)、監(jiān)控管理模式設(shè)計(jì)先進(jìn)有效。

(2)合理選擇布設(shè)火災(zāi)探測(cè)器。針對(duì)建筑空間特點(diǎn)，合理選擇布設(shè)智能型探測(cè)器、紅外對(duì)射探測(cè)器、吸氣式探測(cè)器等各類火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測(cè)全覆蓋，并將視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為火災(zāi)確認(rèn)的輔助手段，提高火警處置響應(yīng)能力。

(3)消防聯(lián)動(dòng)控制直接可靠。消防設(shè)備通過(guò)總線自動(dòng)聯(lián)動(dòng)、連鎖控制；重要消防設(shè)備還可由各分控中心硬線直接手動(dòng)控制。

(4)應(yīng)急照明設(shè)計(jì)理念超前。采用集中控制型疏散指示照明系統(tǒng)，疏散樓梯應(yīng)急照明采用DC24V供電，高大公共空間應(yīng)急照明兼作日常照明，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔可靠、控制簡(jiǎn)單，與五年后頒布的新規(guī)范 GB 51309-2018 要求不謀而合。

3.4 一體化照明設(shè)計(jì)，照明功能性、空間氛圍、節(jié)能效果相統(tǒng)一

室內(nèi)照明采取“見(jiàn)光不見(jiàn)燈”，外景照明采取“內(nèi)光外透”的設(shè)計(jì)理念。照明與建筑、結(jié)構(gòu)、裝修一體化設(shè)計(jì)，將燈具建材化，燈具與建筑吊頂、結(jié)構(gòu)網(wǎng)架等融為一體，空間簡(jiǎn)潔美觀，照度、眩光、顯色性、功率密度值等照明指標(biāo)高于規(guī)范要求；首次大面積使用WRGB可變色LED燈具，通過(guò)對(duì)燈具的調(diào)色控制營(yíng)造絢麗多姿的空間氛圍，并對(duì)人流起到很好的引導(dǎo)作用；采用智能照明控制系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化控制，充分利用自然光，實(shí)現(xiàn)了照明與建筑空間裝修深度融合、照明效果與節(jié)能相平衡，自然光與人工照明相結(jié)合，舒適與健康兼得的預(yù)期效果。設(shè)計(jì)定制了專用的LED投光燈，每只燈具由幾十只“微燈具”組成，解決了大空間點(diǎn)光源燈具的效率低、均勻度差等技術(shù)難題。

圖5 航站樓10kV配電示意圖

4 電氣節(jié)能效果

本項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)較好地貫徹了國(guó)家“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的工程建設(shè)方針，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，綜合應(yīng)用各種適用性新技術(shù)，采取有效技術(shù)措施，較好地實(shí)現(xiàn)了建筑功能、美觀、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)性的相統(tǒng)一。綠色節(jié)能技術(shù)的綜合應(yīng)用，不僅改善了建筑環(huán)境，同時(shí)降低了運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。通過(guò)多種綠色節(jié)能技術(shù)的綜合應(yīng)用，航站樓整體節(jié)能率約達(dá)到30%，成為首個(gè)濕熱氣候區(qū)獲得國(guó)家三星級(jí)綠色標(biāo)識(shí)的大型公共交通樞紐建筑，對(duì)大型公共建筑的建設(shè)具有良好的示范效應(yīng)。

自2018年5月正式投運(yùn)以來(lái)，電氣系統(tǒng)運(yùn)行良好，系統(tǒng)功能完善、技術(shù)先進(jìn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)；創(chuàng)新應(yīng)用的能源、設(shè)備等管理系統(tǒng)使運(yùn)營(yíng)的精細(xì)化管理成為可能，達(dá)到了建設(shè)方、運(yùn)營(yíng)管理方的預(yù)期；良好的空間環(huán)境和照明效果更是得到了社會(huì)各界的廣泛好評(píng)。

5 項(xiàng)目自我評(píng)價(jià)

在國(guó)內(nèi)大型機(jī)場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)史上，我院主創(chuàng)設(shè)計(jì)該機(jī)場(chǎng)具有里程碑意義，標(biāo)志著我國(guó)機(jī)場(chǎng)建設(shè)技術(shù)從跟跑到領(lǐng)跑的跨躍。